Comment fonctionne l'électronique d'une guitare ?

Introduction

Sur une idée de el ouistiti, je vous propose un petit éclaircissement sur le pourquoi du comment d'une guitare électrique. Le but est de vulgariser le sujet tout en restant clair, lisible et explicite. Je vais essayer d'aborder les principaux sujets : les micros passifs, les interrupteurs (switchs), les sélecteurs de position, les potentiomètres, les condensateurs, les connecteurs et enfin, les cordons.

Étape 1

Les micros passifs
Composition : une bobine de fil de cuivre, des aimants ALNICO (ALuminium-NIckel-CObalt) ou Céramique et des supports.

Étape 2

Explication : Le fil de cuivre est bobiné autour des aimants, de 5000 à 10000 tours. La bobine crée un générateur simple. Son champ magnétique transforme toutes les vibrations de matériaux ferreux se trouvant à proximité en courant électrique. Les vibrations sont produites par les cordes. Le signal produit est un courant alternatif qui ne dépasse pas 2 Volts. C'est un signal faible qui n’est pas capable d’exciter une enceinte. Il faut que le signal soit élevé à une tension et une intensité de courant. C’est le préampli et l’ampli qui vont s’en charger.

Étape 3

Les différences entre un micro simple et un micro double :
Le micro simple (single coil) a une bobine tandis que le micro double (humbucker) possède deux bobines, un signal en sortie plus fort et annule le souffle parasite.

Étape 4

Pourquoi quatre fils sur un micro double :
Le micro double c’est l’assemblage de 2 simples. La bobine a 2 extrémités, le début et la fin. Le début est relié à la masse (ground) et la fin au point chaud (hot lead). Pour un double bobinage, il y a donc 4 extrémités qui peuvent être reliées de différentes façons. En série (boost le signal à la sortie) ou en parallèle (réduit le signal et produit une tonalité nasillarde). La bobine peut être en phase ou hors phase (annule les bourdonnements parasites) avec une autre. Généralement, le micro double est en série et hors phase.

Étape 5

La polarité de bobine et les relations de phase :
Déterminer la polarité magnétique d’une bobine est très important pour arriver à annuler le souffle produit par deux micros connectés ensemble. À savoir que deux polarités magnétiques similaires se repoussent alors que les pôles opposés s’attirent. Le tableau indique le type de phase entre deux micros lors de l’utilisation du sélecteur de position (switch).

Étape 6

Réglage :
Le réglage de la hauteur s'effectue par les vis situées de chaque côté des micros. Il faut fretter la 1re et la 6e corde au niveau de la dernière case et mesurer l'écart entre le bas de la corde et le haut de la pièce magnétique du micro.

Étape 7

Pour un micro simple (single coil) :
Un écart de 0,31cm entre le haut de la pièce magnétique d'un micro simple et le bas de la corde de Mi grave frettée à la dernière case.
Un écart de 0,23cm entre le haut de la pièce magnétique d'un micro simple et le bas de la corde de Mi aigu frettée à la dernière case.
Pour un micro double (humbucker) :
Un écart de 0,15cm à 0,23cm entre le haut de la pièce magnétique d'un micro double et le bas des cordes de Mi frettées à la dernière case.

Étape 8

Petite recommandation :
Ces réglages sont un point départ. Il sera peut-être nécessaire d'ajuster légèrement en fonction du micro utilisé. Attention à ne pas trop réduire l'écart sinon l'aimant va empêcher la corde de vibrer librement, et ne pas trop augmenter l'écart sinon il y aura une perte de définition, de sustain et de dynamique.

Étape 9

Les interrupteurs (switchs)
Définition : ils servent à modifier le signal du micro en changeant la phase, la connexion série/parallèle ou série/split/parallèle, en splittant un micro double. Ils servent aussi pour effectuer des mélanges de micros que le sélecteur de position ne propose pas.
Ils ont plusieurs formes : à glissière, à bascule, en bouton poussoir ou rotatif.

Étape 10

Les différents modèles :
SPST (single pole/single throw), SPDT (single pole/double throw), SPCO (single pole/center off), DPST (double pole/single throw), DPDT (double pole/double throw), DPCO (double pole/center off).
En général les mini switchs des guitares sont de type DPDT.
Pole = ensemble de contacts
Throw = position de contact
Double pole = deux ensembles de contacts
Double throw = deux positions de contacts

Étape 11

Les sélecteurs de position
Définition :
Il reçoit les signaux envoyés par les micros et détermine celui ou ceux qui pourront sortir de la guitare pour entrer dans l’ampli.
Généralement on utilise un sélecteur 3 positions sur une guitare qui a deux micros et un sélecteur 5 positions sur une guitare qui en a trois.
Sélecteur 3 positions:
position 1 = manche
position 2 = manche + chevalet
position 3 = chevalet
Sélecteur 5 positions:
position 1 = manche
position 2 = manche + milieu
position 3 = milieu
position 4 = milieu + chevalet
position 5 = chevalet

Étape 12

Les différents modèles :
Le standard Stratocaster à 3 ou 5 positions
Le standard Les Paul à 3 positions
Le mégaswitch à 3 ou 5 positions. (Ils sont plus robustes, plus précis et offrent de nombreuses possibilités de connexions. Il existe plusieurs modèles qui se différencient par le circuit imprimé et par le nombre de position)
Le super switch à 5 positions et un grand nombre de connexions possible
Le rotary switch à 5 ou 6 positions

Étape 13

Les potentiomètres
Un potentiomètre (potard) est une résistance variable. Sur un potard standard, il y a trois ergots. Deux correspondent aux extrémités de la résistance et celui du milieu au balai qui bouge quand vous tournez le bouton.
Afin de contrôler le volume d'une guitare électrique, le signal est dirigé par un potard. Le signal de la guitare est un courant électrique et le potard permet de varier la quantité de ce courant.

Étape 14

Il y a toujours une certaine quantité du signal qui va à la masse, même avec le volume à 10. Ce sont les hautes fréquences qui sont les premières à y aller. Un potard avec une valeur plus élevée peut produire une tonalité plus aiguë parce qu’il perd peu de hautes fréquences, alors qu’une valeur plus basse peut produire une tonalité grasse en perdant certaines des hautes fréquences. Il est recommandé d’en essayer plusieurs pour voir lequel donne les meilleurs résultats.

Étape 15

Les potentiomètres ont des valeurs différentes notées en Kilo Ohm, voici les plus utilisés :
25K (micro actif), 250K (micro simple), 300K, 500K (micro double) et 1000K.
250K = tonalité chaude
500K = tonalité brillante
1000K = tonalité la plus brillante
La valeur du potard de volume utilisé est déterminée par le micro de la guitare et la préférence du joueur. En général, on utilise un potard de 250K avec un micro simple et un potard de 500K avec un micro double.

Étape 16

Les boutons du potard sont gradués de 0 à 10 ou de 1 à 10. Les plus grands changements dans le son s’effectuent entre 5 et 8.
Si le balai est complètement tourné vers l’ergot de la masse (0 ou 1 sur le bouton de volume) , il n'y aura pas de production de son. Si le balai est complètement tourné vers l’ergot du point positif provenant du sélecteur de position ou du micro (10 sur le bouton de volume), le son sera au maximum.

Étape 17

Les condensateurs
Il sert à filtrer ou bloquer certaines fréquences. Les hautes fréquences passent alors que les basses fréquences sont bloquées. La valeur du condensateur détermine les fréquences qui passent.
Il y a 4 types de fréquences :
Ultra hautes
Hautes
Moyennes
Basses

Étape 18

Cette valeur est en microfarad (µf)
0.001µf = bloque Hautes, Moyennes et Basses fréquences. Libère Ultra hautes.
0.020µf = bloque Moyennes et les Basses fréquences. Libère Ultra hautes et les Hautes.
0.050µf = bloque 3/4 des Moyennes et les Basses fréquences. Libère Ultra hautes, Hautes et 1/4 des Moyennes.
0.100µf = bloque 1/4 des Moyennes et les basses fréquences. Libère Ultra hautes, Hautes et 3/4 des Moyennes.

Étape 19

Les connecteurs
Jack 1/4 mono
Jack 1/4 stéréo (TRS)
XLR

Étape 20

Les cordons asymétriques (mono)
Sur un cordon standard (asymétrique) il y a un conducteur et un blindage. Le conducteur transporte le signal positif et le blindage transporte le signal négatif et la masse. La masse sert à récupérer les parasites pour les empêcher d’atteindre le conducteur. Malheureusement comme le signal négatif et la masse utilisent le même fils, les parasites sont en partie retransmis dans le signal.

Étape 21

Symétrique (stéréo ou TRS)
Sur un cordon stéréo (symétrique), il y a deux conducteurs et un blindage. Un conducteur transporte le signal positif et l’autre le signal négatif, le blindage transporte la masse. Ici, la masse est séparée du signal négatif. Donc il n’y a plus de transfert de parasites entre la masse et le signal négatif.
Chaque appareil produit ses propres parasites et les transmet aux autres par la masse. Pour empêcher ce transfert, il faut isoler la masse.

Étape 22

Réalisation :
Pour cela il faut utiliser un cordon symétrique et un jack stéréo ou une prise XLR. Dans le connecteur, il faudra souder la masse à une seule extrémité. Ceci permet d’isoler les masses de chacun des appareils et donc d’éviter le transfert des parasites produit par chaque machine.
L’idéal serait de l’assembler soi-même. Il faut torsader les fils + et -. Les gainer avec du ruban adhésif ou un plastique souple. Puis entourer la tresse de la masse dessus et la gainer également.

Conclusion

Merci à :

www.sonelec-musique.com
www.wikipedia.org
www.stewmac.com
www.jpbourgeois.org
www.zikinf.com
www.ziggysono.com
www.audio-maniac.com
optimisetonampli.chez-alice.fr
www.guitar-repairs.co.uk